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半导体芯片可持续发展与绿色精益制造

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半导体行业可持续发展


IP属地:广东1楼2024-12-03 09:00回复
    新建的现代化绿地工厂可助推行业改善碳排放,而制造转型可赋能绿地工厂和现有棕地工厂降低能源、水和工艺气体使用强度。
    根据德勤预计,2024年半导体行业平均用水强度和用能强度都将逐年下降,资源消耗强度也将下降,主要芯片制造商的可再生能源使用比例将有所增长。


    IP属地:广东2楼2024-12-03 09:07
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      用水量
      2019年,全球芯片行业用水量达约1万亿升但是,尽管根据地理位置和芯片制造商的不同,部分水资源会因蒸发或其他原因而损失,损失的全部水资源均未被“使用”:一家总部位于美国的大型芯片制造商2021年的用水量为605亿加仑,但循环水量达492亿加仑(循环利用率超过80%),节水量比两年前翻了一番。台湾地区的芯片制造商在2016年至2020年期间的平均水循环利用率为85%。

      半导体行业的大部分用水用于制造过程(76%),但也有大量水用于冷却塔(9%)和洗涤器(11%)。这些洗涤器大部分用于工艺气体减排,可为节水带来大量机会:在不主动处理时,将减排系统切换至待机模式,可减少98%的用水量。21还可在减少工艺水和冷却水方面进行改进。


      IP属地:广东3楼2024-12-03 09:08
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        工艺气体
        芯片行业使用多种气体,其中一些气体的全球变暖潜能值(GWP)极高。这些气体主要包括用于蚀刻和清洗的全氟碳化物(PFC)、氢氟碳化物(HFC)、三氟化氮(NF3)和六氟化硫(SF6)以及用于沉积和净化过程的氮氧化物气体。

        可采取三个主要方法减少这些气体的影响:改进工艺/源头削减、替代化学品和减排。一般来说,就第一类方法而言,许多易于实现的改进机会可能已经付诸实践,但在边缘领域仍有待改进,而这正是制造转型可产生影响的领域。在寻找替代化学品方面取得了一些成功:一些PFC被NF3所取代,虽然仍存在问题,但已有所改进。然而,寻找制造工艺替代气体并确认其符合标准是一个缓慢的过程,只有少数替代气体即将取得突破,如G1。
        当前减排仍然是主力军:尽可能多地捕获和销毁(通常是通过燃烧或转化)高GWP工艺气体。


        IP属地:广东4楼2024-12-03 09:09
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          中国半导体企业深化绿色可持续发展
          半导体产品的整个生产制造过程中需要消耗大量能源。在芯片的制造过程中,需要使用纯净水对芯片上的杂质进行冲洗,这会消耗大量的水资源。此外,生产一颗芯片需要经历许多工序,这涉及使用大量的半导体设备,并且环境须保持恒定的温度、湿度和空气洁净度等条件,这些都需要电力支持。随着芯片的产量增加和半导体工艺的进步,所需的电力也会增加,同时水资源的消耗也随之增加。据估计,生产一个2克重的计算机芯片,需要32公斤水资源,耗电3度。生产一片12英寸晶圆的耗水量约为4~5立方米,耗电1420度。

          例如,台积电消耗了中国台湾超过7%的电力,用电量超过了拥有270多万人口的台北市。随着规模的不断扩张,半导体产业能源消耗和碳排放量持续上升。预计到2025年,仅台积电一家公司就将占中国台湾整体能源消耗的12.5%。到2028年,能达到15%。

          随着我国半导体需求的提升,半导体产业规模的扩张,半导体制造业废气废水等大量污染排放和高耗能也愈加受到政府与企业的关注。某些地区政府正逐步完善相关政策,例如,江苏省为了规范半导体行业污染物排放,先后制定了半导体行业污染物排放标准,且经过多次修订及完善,针对大气污染物(如:颗粒物、氨、硫酸雾等)排放设置了排放浓度限值,以及水污染物(如:氟化物、硫化物等)也设置了排放限值。预期中国半导体可持续发展将呈现以下趋势:
          1.更多半导体企业从“被动”合规转变为“主动”合规
          此前企业通常根据政策要求,在环境评估报告中纳入碳排放信息,或者定期在ESG以及国家环境信息平台上进行披露,以符合政策要求,处于“被动”合规。然而,随着“双碳”政策的提出,越来越多的企业会主动采取行动,主动披露排放信息,积极探索可持续发展路径,趋向“主动”合规。
          2.进一步深化绿色生产流程
          半导体企业将进一步深化对半导体生产过程的绿色化,减少碳足迹,减少对环境有害的排放。越来越多半导体企业将会在整个半导体生产流程中探索绿色转型,着重于生产工艺优化、效能提升、排放治理以及绿色能源使用等方面。
          3.碳管理将成为半导体企业社会责任担当的体现
          中国半导体企业越来越意识到践行绿色低碳是整个半导体行业企业的社会责任,碳管理能力将成为企业社会责任担当的体现。提升碳管理能力有助于企业满足政府、投资者、社会大众、客户和供应商等多个利益相关方对环境保护日益严格的期望和要求,能够提升利益相关方对可持续发展的半导体企业的认同,有利于为企业创造更多的发展机会,从而实现长期的价值增长。


          IP属地:广东5楼2024-12-03 09:11
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